Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ВА ВБ ВВ ВЕ ВЗ ВИ ВК ВЛ ВН ВО ВП ВР ВС ВТ ВУ ВФ ВХ ВЫ ВЯ

Высокая теплопроводность - металл

 
Высокая теплопроводность металлов, таких, как медь и серебро, хорошо известна из повседневной жизни и тесно связана с их высокой электропроводностью. В теории электропроводности Друде [64, 65] предполагается, что имеется некоторое среднее расстояние, или средняя длина свободного пробега /, на которой свободные электроны ускоряются электрическим полем, а затем они теряют приобретенную в результате ускорения скорость и остаются в состоянии чисто теплового движения. Ускорение прекращается в результате какого-либо столкновения с атомами.
Схема дериватографа. Высокая теплопроводность металлов объясняется тем, что перенос тепла в них осуществляется в основном передачей энергии электронами в отличие от неметаллических веществ, где анергия переносится в основном тепловыми колебаниями атомов. Однако соотношение вкладов зависит от конкретных условий и материала, например в сверхпроводящих материалах относительные вклады этих механизмов различны в нормальном и сверхпроводящем состоянии.
Высокая теплопроводность металлов, на несколько порядков превосходящая теплопроводность твердых диэлектриков, позволяет думать, что в металлах и теплопроводность обусловлена свободными электронами.
Высокая теплопроводность металлов способствует очень быстрой передаче тепла от металлических бань. Их используют главным образом для нагревания небольших колб; сосудом для бани может служить железная чашка. По окончании нагрева колбу вынимают из еще горячего сплава, прежде чем он затвердеет.
Высокая теплопроводность металлов позволяет осуществить быстрое нагревание и охлаждение форм, если используются мощные источники выделения тепла и производится эффективный теплосъем. Поэтому первым и вполне очевидным методом повышения производительности процесса переработки является применение мощных электронагревателей и принудительного водяного охлаждения форм.
Высокая теплопроводность металлов объясняется именно этим электронным механизмом и потому теплопроводность и электропроводность чистых металлов оказываются пропорциональными друг другу.
Схема смещения атомов при деформации неметаллического ( LI и металлического ( б материала. Слева - до приложения внешних сил, спраьа - после приложения внешних сил. Высокая теплопроводность металлов объясняется участием свободных электронов, наряду с ионами, в передаче тепла.
Высокая теплопроводность металлов способствует очень быстрой передаче тепла от металлических бань. Их используют главным образом для нагревания небольших колб. Сосудом для бани может служить железная чашка. По окончании нагрева колбу вынимают из еще горячего сплава прежде чем он затвердеет.
Высокую теплопроводность металлов тоже легко объяснить наличием свободных электронов: хаотически движущиеся частицы способны переносить тепло. Хорошо объясняется и пластичность металлов: как бы ни сдвигались одна относительно другой плоскости, образованные положительными ионами в кристаллической решетке металлов, между ними всегда будут находиться электроны, как бы склеивающие такие плоскости за счет электростатического притяжения к обеим плоскостям.
Из-за высокой теплопроводности металлов толщина втулок должна быть большой, чтобы существенно снизить температуру.
Из-за высокой теплопроводности металлов изотермы будут представлены в виде концентрических окружностей, в то время как при более высоких скоростях температурное поле будет представлено семейством изотерм, сгущенных впереди и разряженных сзади.
Преимущество такой насадки обусловлено высокой теплопроводностью металлов и, следовательно, сведением к минимуму возможности возникновения поперечных температурных градиентов. Металлическая насадка позволяет увеличить скорость элюирования в процессе фракционирования полистирола. Но подобные металлические поверхности часто обладают каталитической активностью, и при использовании металлических насадок не следует забывать о возможности каталитического действия насадки на полимер. Возможность взаимодействия между насадкой и полимером не ограничивается только металлическими насадками. Недавно Репп и Ингам [46] обнаружили деструкцию сополимеров полиоксипропиленгликоля и толу-олдиизоцианата при относительно мягких химических условиях.
Наличием свободных электронов объясняется и высокая теплопроводность металлов. С повышением температуры металла увеличиваются амплитуды колебаний атомов ( ионов) в металле и их энергия. Эта энергия распределяется равномерно внутри металла благодаря столкновениям атомов ( ионов) с легкоподвижными электронами. В результате вся масса металла принимает одинаковую температуру.

При небольшой толщине стенки и высокой теплопроводности металла Я, 45 Вт / ( м - К) сопротивление потоку тепла через стенку трубы б / Я, также незначительно.
Подвижность свободных электронов обусловливает также высокую теплопроводность металлов. Находящиеся в непрерывном движении электроны постоянно обмениваются с ионами энергией. Очевидно, колебания ионов, усиливающиеся благодаря нагреванию, тут же передаются соседним ионам и тепловое состояние металла очень быстро выравнивается; иначе говоря, вся масса металла принимает одинаковую температуру.
Тепло, выделяемое электрической дугой, вследствие высокой теплопроводности металла интенсивно отводится в холодную массу металла, повышая его температуру.
Это обстоятельство сыграло благоприятную роль, т.к. за счет высокой теплопроводности металла, тепло от прогретого верхнего пояса фермы интенсивно отводилось по стойкам, подкосам фермы и, таким образом, оказавшийся в зоне горения верхний пояс ферм не прогрелся до критических температур, при которых наступает потеря несущей способности конструкции.
Медь, алюминий и их сплавы не поддаются кислородной резке из-за высокой теплопроводности металла и высокой температуры плавления окислов.
Использование тонких пленок полимера приводит также к снижению высоких температур поверхностей скольжения вследствие высокой теплопроводности металла. Особенно широкий успех та кого вида сухой пленочной смазки достигнут благодаря использованию политетрафторэтилена.
В начале процесса главный фактор появления термического давления имеет совершенно другую природу - это высокая теплопроводность металла в сравнении с тампонажным камнем, что приводит к быстрому прогреву всей стенки обсадной колонны и существенному несовпадению свободных температурных деформаций обсадных труб, и цементного кольца.
Схема опыта Холла. Взаимодействие электронов проводимости с остовами атомов, расположенными в узлах кристаллической решетки, обусловливает высокую теплопроводность металлов.
Число электронов проводимости на один атом для некоторых металлов.| Энергетическая диаграмма работы выхода электрона фэ. Взаимодействие электронов проводимости с остовами атомов, находящимися в узлах кристаллической решетки, обусловливает высокую теплопроводность металлов.
Схема сборки и свар - [ IMAGE ] Схема сварки и сборки. Трудность при сварке меди и ее сплавов ацетилено-кислородным пламенем, по сравнению со сваркой стали, обусловливается высокой теплопроводностью металла; интенсивным окислением в процессе сварки. Образующиеся окислы препятствуют сцеплению кристаллов, понижая прочность и пластичность шва. Чтобы нагреть медь до расплавления, пламя горелки должно быть более мощным, чем при сварке стали.
Величиной бтрАтр, входящей в формулу ( 6 - 3), при определении коэффициента теплопередачи пренебрегают вследствие высокой теплопроводности металла.
Величиной 6трДТр, входящей в формулу ( 6 - 10), при определении коэффициента, теплопередачи пренебрегают вследствие высокой теплопроводности металла.

Маловероятно также предположение Холла о перегреве участка поверхности теплообмена непосредственно под паровой ножкой пузырька из-за малого ее сечения, высокой теплопроводности металла поверхности теплообмена и высокой цикличности генерации паровых пузырьков. Не объясняет теория Холла и накипеобразования на необогреваемых поверхностях.
Данные об испаряемости масел, определенной разными методами при 100 С. Значительно большая испаряемость в металлических испарителях, по сравнению с испаряемостью в стеклянных бюксах, объясняется малой толщиной слоя масла и высокой теплопроводностью металла, из которого изготовлены испарители.
Высокая концентрация электронного газа и большая подвижность свободных электронов обусловливают легкую передачу заряда - высокую электропроводность металлов - и интенсивный перенос энергии - высокую теплопроводность металлов - по сравнению с диэлектриками. Считая, что практически вся теплопроводность металлов обусловлена свободными электронами, можно рассчитать коэффициент теплопроводности электронного газа Я методами кинетической теории газов.
Высокая концентрация электронного газа и большая подвижность свободных электронов обусловливают легкую передачу заряда - высокую электропроводность металлов - и интенсивный перенос энергии - высокую теплопроводность металлов - по сравнению с диэлектриками. Считая, что практически вся теплопроводность металлов обусловлена свободными электронами, можно рассчитать коэффициент теплопроводности электронного газа А, методами кинетической теории газов.
В металлах теплота передается не только колебаниями атомов в кристаллической решетке, но и благодаря электронному газу, участвующему в тепловом движении; этим объясняется высокая теплопроводность металлов.
Особый случай представляет поток расплавленного металла, для которого предыдущие формулы приводят к ошибкам из-за низких значений критерия Рг, порядка 0 006 - 0 03 ( высокая теплопроводность металла), что изменяет предполагаемые доли участия теплопроводности и конвекции в процессе.
Особый случай представляет поток расплавленного металла, для которого предыдущие формулы приводят к ошибкам из-за низких значений критерия Рг, порядка 0 006 - 0 03 ( высокая теплопроводность металла), что изменяет предполагаемые доли участия теплопроводности и конвекции в процессе.
Для устранения недостатков обычных реакторов проточного метода нами предложена конструкция блочного многоканального изотермического реактора, моделирующего промышленный конвертор, с длиною слоя катализатора 150 - 300 см. Благодаря высокой теплопроводности металла, из которого изготовлен блок, поддерживается изотермичность по длине и сечению слоя катализатора. Условия катализа в реакторе соответствуют методу идеального вытеснения. Возможность определения концентрации реагентов в десяти точках по длине слоя катализатора позволяет получить вид кинетического уравнения и решать задачи оптимизации. Реактор представляет собой металлический блок, размером 7X7 см, с семью каналами, в которые помещаются капсулы из того же металла. В каналах капсул в один ряд располагаются зерна исследуемого контакта и теплоносителя. В однорядном слое контакта контролируется изотермичность и определяются градиенты концентраций, что позволяет определять вид кинетических уравнений.
Температурный ход проводимости диэлектриков ( Д, металлов ( М и полупроводников ( П. и - обычный масштаб. б - полулогарифмический масштаб ( а - в См / м. Тепловые свойства диэлектриков и металлов отличаются главным образом величиной теплопроводности. Высокая теплопроводность металлов объясняется участием в переносе теплоты газа свободных электронов, в то время как в твердых диэлектриках теплота распространяется в основном за счет колебаний кристаллической решетки.
Высокая теплопроводность металлов может быть объяснена наличием свободных электронов. Когда свободные электроны сталкиваются, они ебменивают свои заряды. Все металлы обладают способностью легко отдавать валентные электроны. Некоторые металлы легко окисляются на воздухе, образуя окислы. Все металлы реагируют с кислотами, образуя соли с выделением водорода. Некоторыми из важнейших соединений натрия являются поваренная соль и мыло.
Высокая теплопроводность металлов может быть объяснена наличием свободных электронов. Когда свободные электроны сталкиваются, они обменивают свои заряды. Все металлы обладают способностью легко отдавать валентные электроны. Некоторые металлы легко окисляются на воздухе, образуя окислы. Все металлы реагируют с кислотами, образуя соли с выделением водорода. Некоторыми из важнейших соединений натрия являются поваренная соль и мыло.
Габаритные размеры типовых секций в мм. В пластинчато-ребристых теплообменниках в каждой секции и между секциями, соединенными параллельно, распределение газа может быть неравномерным. Высокая теплопроводность металла в известной степени компенсирует неравномерность распределения газа в каждой секции.

Большое значение в процессах нагрева и охлаждения при сварке имеет теплопроводность. Высокая теплопроводность металла осложняет сварку из-за трудности концентрации тепла в зоне стыка. Легирующие элементы существенно понижают теплопроводность ( до 50 % от теплопроводности Fe), позволяя концентрировать нагрев непосредственно у свариваемых торцов, и тем самым могут улучшить условия для сварки.
Внутрь печи вставлен металлический блок с гнездами для двух тиглей, с образцом и эталоном. Благодаря высокой теплопроводности металла температура в пространстве около обоих тиглей устанавливается одна и та же, без чего правильная работа невозможна. Печь прикрывается крышкой с двумя отверстиями для термопар. Для воспроизводимости результатов и точной интерпретации термограмм, особенно при определении тепловых эффектов, скорость нагрева должна быть постоянной.
Форма и размеры прослойки выбираются таким образом, чтобы температурное поле в ней и ( г, т) оставалось близким к плоскому одномерному, а при ограничении С0 ЗСя - еще и близким к стационарному линейному. Благодаря высокой теплопроводности металла температурное поле ядра предполагается равномерным.
Жидкие металлы имеют значительно большую плотность, чем обычные жидкости ( кроме щелочных металлов), у них больший коэффициент теплопроводности и меньшая теплоемкость. Благодаря высокой теплопроводности металлов при их протекании в трубах при ламинарном режиме тепло в радиальном направлении передается теплопроводностью, а при турбулентном режиме - и теплопроводностью и конвекцией. У обычных жидкостей в турбулентном потоке тепло в основном переносится конвекцией, так как коэффициент теплопроводности невелик.
Поправка для расчета реальных времен отвердевания по минимальным значениям, полученным согласно уравнению ( 11 квазистатического решения. штрихпунктирная кривая - решение Ньюмена для пластины Bioo. сплошные кривые - эмпирическая аппроксимация уравнения ( 15. темные точки - численные данные Линга для пластины, цилиндра и сферы соответственно. светлые - численные данные. В этих случаях поправки для минимального времени затвердевания могут быть значительно больше. Однако из-за высокой теплопроводности металлов число Био зачастую бывает очень низким и время затвердевания при этом стремится к своему минимальному значению.
Зонная теория металлов способна описывать также их термические свойства. Например, высокую теплопроводность металлов можно объяснить способностью электронов быстро переносить тепло по решетке. Нагревая один конец металлического стержня, можно возбудить колебания решетки, которые в свою очередь будут возбуждать электроны, расположенные вблизи поверхности Ферми. Эти электроны, занимая уровни выше границы Ферми, получают возможность пробегать по решетке с высокой скоростью. Рано или поздно они нырнут обратно под поверхность Ферми и отдадут избыток энергии решетке, но эта часть решетки может оказаться удаленной от первоначально нагретого конца стержня. Так происходит передача тепла вдоль стержня.
При высокой температуре электронная теплопроводность очень существенна. Именно ею объясняется высокая теплопроводность металлов по сравнению с неметаллами. При более низкой температуре начинает преобладать решеточная теплопроводность, а при самой низкой температуре, когда решеточная теплопроводность очень мала, снова начинает преобладать электронная теплопроводность.
Калориметры типа ДК - - 400, представленные на рис. 4 - 6, после относительно небольших изменений измерительного устройства могут быть использованы для изучения теплопроводности металлов. Непосредственному применению их мешает высокая теплопроводность металлов, так как образцы в калориметрах ДК-А.
Схема возникновения напряже - ные ПОЛОСЫ /, 2 И 3 (. В процессе дуговой сварки происходит нагрев свариваемого металла до температуры плавления на очень ограниченном участке. Температура окружающих участков резко падает вследствие высокой теплопроводности металла, быстро отводящего тепло, и незначительного объема нагретого металла. Это препятствует равномерному расширению металла и вызывает появление внутренних напряжений, отчего создаются усилия, вызывающие изменение геометрических размеров тела, деформацию или коробление.
Схема возникновения напряжений при нагреве листа. В процессе дуговой сварки происходит нагрев свариваемого металла до температуры плавления на очень ограниченном участке. Температура окружающих участков резко падает вследствие высокой теплопроводности металла, быстро отводящего тепло, и незначительного объема нагретого металла.
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2013
цитаты
словарь
словарь online
фарфоровые статуэтки
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11